Si(100)上生长的CoSi_2薄膜的STM研究

在大气中用STM研究了固相反应生长的CoSi2薄膜表面．在Si（100）晶片上用离子束溅射淀积Co／Ti双层膜，经退火处理完成三元固相反应，生成TiN／CoSi2／Si膜，然后经H2SO4和H2O2溶液腐蚀去除TiN膜层得到均匀平整的厚度约为100nm的CoSi2薄膜．AES，XRD等分析表明所得CoSi2膜层是Si（100）衬底的外延生长膜．STM测量结果显示CoSi2薄膜表面结构致密平整，主要由交替出现的平台和台阶结构组成．平台的平均宽度为9nm，台阶高度为2个原子层厚度，分析表明这是由于Si衬底的晶面切割偏离（100）面引起的．平台表面呈平行台阶方向的相距约1．1nm的条状结构．     

利用STM观察Si（100）微斜面的表面结构

本文利用超高真空ＳＴＭ和ＬＥＥＤ装置观察了错切角为０．５°和４．５°的Ｓｉ（１００）微斜面的原子结构．观察到错切角为０．５°时ＳＴＭ像为单原子高度台阶表面结构，错切角为４．５°时ＳＴＭ像为双原子高度台阶结构．     

Si(5,5,12)——一个大元胞的稳定表面

利用常规的ＬＥＥＤ和高分辨率的ＳＰＡ－ＬＥＥＤ技术研究了标称（３３７）的Ｓｉ表面原子结构．经过反复的离子轰击（７００ｅＶＡｒ＋）和１３００Ｋ退火之后的这种表面形成稳定的（５，５，１２）晶面，即结构周期为（３３７）＋（２２５）＋（３３７）的有序的原子排列．这一事实说明：Ｓｉ（５，５，１２）是比Ｓｉ（３３７）更为稳定的晶面．ＬＥＥＤ和ＳＰＡ－ＬＥＥＤ图像证实，稳定的Ｓｉ（５，５，１２）表面为（２×１）原子再构，即沿［１１０］方向的周期是体内结构周期的两倍，而沿［６６５］方向的周期与体内结构周期相同．     

Si(113)表面的原子结构

利用LEED研究了Si(113)表面的原子结构.清洁表面是采用离子轰击和退火方法制备的.实验发现:当温度高于600℃时表面为1×1结构,随着温度缓慢下降,表面原子结构发生1×1(?)3×1(?)3×2的可逆相变.     

锗硅表面结构和动态过程的STM研究

本文综述了我们利用扫描隧道显微镜和低能电子衍射对锗硅表面结构和动态过程进行了系统化和比较性的研究。研究结果除了具有重要的基础意义外，对半导体异上延生长衬底选择以及量子线和量子点自组织生长模板的选择都有指导意义。     

纳米硅薄膜表面形貌分形特征的STM研究

利用扫描隧道显微镜（ＳｃａｎｎｉｎｇＴｕｎｎｅｌｉｎｇＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，简称ＳＴＭ）对纳米硅薄膜在纳米尺度上的表面微观形貌进行了研究，结合分形理论，计算出样品表面形貌的分形维数Ｄ，从而得出Ｄ与有关样品微结构参数之间的关系．ＳＴＭ结合图象处理和傅利叶分析法可以很好地研究薄膜材料表面形貌的分形特征．纳米硅薄膜的表面在纳米尺度上的微观形貌呈现出分形特征．     

用STM研究表面原子的运动

用ＳＴＭ研究表面原子的运动１９９３年１１月《今日物理》（２４－３１页）上发表了威斯康星大学材料科学和工程及物理学教授Ｍ．Ｇ．Ｌａｇａｌｌｙ的长篇专文“表面原子的运动”，介绍用扫描隧道显微术（ＳＴＭ）观察真空淀积到表面上的原子的扩散过程和薄膜生长的初始...     

Si(111)-(3~(1/2)×3~(1/2))R30°-Ga表面原子结构

利用自动张量低能电子衍射 (ATL EED)定量地研究 Si(111) - (3× 3) R30°- Ga重构表面的原子结构 .证实了 Ga原子吸附在 T4位即第二层 Si原子所对的空位上 ,同时给出了表面最顶层 7个原子层的详细坐标 .可靠性因子 RVHT=0 .143表明理论计算和实验符合得非常好 .     

Si(113)表面电子结构的研究

采用Si_(16)H_(21)和Si_(31)H_(39)原子集团分别模拟Si(113)和Si(111)表面;通过半经验自洽CNDO法计算了两个体系的电子结构.结果表明,Si(113)具有与Si(111)不同的表面态特征.Si(113)表面台阶和台面原子上电荷重新分布,与悬键相关的表面电子态都强烈地定域在表面Si原子上,尤其局域在悬键方向上,并且具有比(111)面上更高的悬健态密度.理论计算结果能解释以前的光电子谱实验.     

Si (100) 表面 (NH4)2S 处理及其对Al/Si肖特基势垒的影响

The effect of Si （100） surface S passivation was investigated. A thick film with a high roughness value was formed on the Si surface treated by （NH4）2S solution, which was attributed to physical adsorption of S atoms. SEM and XPS analyses reveal that Si surface atoms were chemically bonded with S atoms after Si surface treatment in NH4OH and （NH4）2S mixing solution. This induces a more ideal value for the Schottky barrier height compared with a diode treated only by HF solution, indicating that surface states originating from dangling bonds are passivated with S atoms.     

K对H_2O在Si（001）表面上吸附的影响

在Ｓｉ（００１）－２×１表面上沉积碱金属Ｋ，接着在室温下吸附一定量的Ｈ２Ｏ，光电子谱证明：Ｋ的存在有促进Ｈ２Ｏ分解和使Ｓｉ氧化的作用．但其作用是局域在Ｋ原子附近的．     

H_2O在Si(100)-(2×1)表面上的吸附和氧化

利用AES以及HeI(21.2eV)和同步辐射(138.5eV)光电子谱研究了H_2O在Si(100)-(2 ×1)表面上的室温吸附、高温退火效应以及开始氧化的过程.AES的测量结果表明,H_2O在这种表面上的粘附系数很大,在350K下,当曝汽量约为2L时就达到饱和,其覆盖率θ=1/2.价带区域的光电子谱出现三个由于H_2O吸附而引起的特征峰,低于价带顶分别为6.2、7.2和11.5eV.350K下的 H_2O吸附导致Si 2p能级的结合能增加0.8±0.1eV,相当于一个Si原子同一个氧原子键合的情况.在 640K下退火后,出现Si 2p的第二个化学位移峰,其位置比体内Si 2p 峰约低 1.8eV,表明这时的 H_2O已经完全离解,一部分Si原子同两个氧原子键合(可能是桥键方式). 在 870K下退火,得到Si 2p的四个化学位移峰,说明氧已经贯穿进Si的体内,形成SiO_x(x=1、2、3和4).当退火温度进一步提高到T(?)970K时,恢复Si的清洁表面,表明氧被完全脱附.     

Si(100)—As表面钝化作用和氧吸附

利用自己研制的具有分子束外延系统的表面分析联合谱仪研究了氧与Si(100)—As表面的相互作用。本文进一步证实了As层是Si表面的很好的钝化层,并首次研究了Si(100)—As表面的氧吸附全过程。实验表明,氧的饱和覆盖量为0.5单原子层,即Si表面上存在As原子层而使吸附位置减少一半。另外,通过吸附动力学分析得知,Si(100)—As表面的初始粘附系数是5.6×10~(-3),比清洁的Si(100)表面小一个数量级。Si表面上As的钝化作用是Si原子的悬挂键态被As原子的占有孤立对态代替而形成。     

单分子吸附在Cu(100)表面上的振动谱及其STM图像模拟

本文利用第一性原理方法对乙炔（C2H2），苯（C6H6）和吡啶（C5H5N）及其离解物（CCH，C6H4和C5H4N等）吸附在Cu(100）表面时C－H伸缩振动频率进行了理论计算，同时还计算了H被D替代时的C－D伸缩振动频率，理论计算结果与STM－IETS给出的测量值相当吻合，基于Tersoff-Hamann理论模型，本文还模拟出这些小分子吸附在Cu(100)表面的STM图像，与实验图像的主要特征吻合。     

H_2O在Si(100)面上化学吸附的理论研究

本文用H_2OSi_(10)H_(12)分子簇模拟H_2O在Si(100)面上的化学吸附,应用ASED-MO方法,计算了总能量面上200个以上点的分子簇总能量.从总能量最小原则得到,H_2O在Si(100)面上是解离吸附(H_(ad)+ OH_(ad)),解离吸附比分子态吸附总能量低5.61eV.解离吸附态的态密度计算结果与 UPS实验也符合得相当好.     

Si(111)表面顶位吸附的双心键理论

采用双心键理论计算 Si(111)表面上顶位吸附 H、O、F和Cl原子的键长、电荷分配、力常数和局域振动频率,同时用自治键轨道方法计算价带的电子结构,其结果与ab initio和CNDO理论方法得出的基本一致,同O和Cl原子吸附的实验数据也大致相符,从而表明双心键理论可用于顶位原子吸附的研究.     

ａ—Si∶O∶H对硅平面三极管的表面钝化

采用ａ－Ｓｉ∶Ｏ∶Ｈ对硅平面三极管表面进行二次钝化，可以使器件正向特性曲线明显变平，饱和区、截止区变窄，反向击穿特性显著变硬，击穿电压有所提高，漏电流有了较大的减小，而且具有较强的Ｎａ＾＋阻挡能力。     

激光对吸附在Si(111)7×7和Si(100)2×1表面上的C60的不同作用

本文利用超高真空扫描隧道显微镜(UHV STM),在室温下研究沉积了约0.005ML的C60分子的Si(111)7×7和Si(100)2 × 1再构表面在波长为266nm的激光束轰击前后的表面形貌的变化.结果表明,在266nm的激光作用下,Si(111)7×7表面上的C60分子保持完好,表面缺陷明显增加,但并没有完全破坏7×7再构形貌;而Si(100)2×1表面上的C60分子却被打碎,样品表面变得杂乱无章.